Технические науки /5. Энергетика
К.т.н.
Рубаненко Е.А.
Винницкий
национальный аграрный университет,
Украина
Тепло- и
электроснабжение предприятий агропромышленного комплекса с использованием
микроэлектросетей
Ключевые
слова: микросеть, рассредоточенные источники энергии, биомасса, МИНЕ-ТЭЦ,
газогенераторный котел.
В статье
исследован опыт зарубежных стран и возможности его адаптации для Украины в
вопросах создания концепции микросетей. Уникальной особенностью этих сетей
является то, что они могут использовать локально доступные ресурсы, то есть
рассредоточенные источники энергии, такие как: солнечная энергия, ветер, поток
воды и биомасса для генерирования электроэнергии. Для оценки возможности
применения микросетей нужно оценить текущее потребление электроэнергии и
будущий спрос на нее. На основании этого нужно структурировать потребление
мощности в течение 24 часов. С помощью такого анализа можно определить
энергопотребление и проанализировать доступные местные энергетические ресурсы.
Уже позитивный опыт использования микросетей есть в Гималаях, для создания микросети было избрано село
которое имеет разные ресурсы для генерирования электроэнергии, и рассмотрены
разные конфигураций микросетей, потому информация представлена в настоящей статье будет полезна для проектирования
микросетей для отдаленных мест в странах, которые характереризуются
нестабильным электроснабжением.
Опыт
использования микро сетей в Индии
По данным
Международного энергетического агентства (МЕА): доступ к электроэнергии является неотъемлемым элементом устойчивого
развития человечества, и согласно последним данным до 2011 года 1,6 млрд. людей,
то есть больше 20%%, не имели доступа к электроэнергии и в дальнейшем, если
любая страна, которая не имеет доступа к современным, коммерческим источникам
энергии, бедные страны и даже регионы стран, которые развиваются могут
оказаться в зоне возникновения бедности, социальной нестабильности и низкого
уровня развития. Индекс развития
человечества напрямую связан с индексом развития электроэнергетики, что было
доказано в течение длительного времени с учетом состояния разных стран Южной
Азии и Африки к югу от Сахары. Аналогичный случай был выявлен в отдаленных
районах Гималаев, хотя люди и имеют доступ к электроэнергии, но эта
электроэнергия имеет плохие показатели качества и возможные длительные перебои
в ее снабжении. Очень часто возобновляемые источники имеют изолированный и
децентрализующий характер, который вынуждает строить "offgrid"
аппарат управления и децентрализуют обеспечение местных потребностей в
электроэнергии. Эта децентрализующая система называется рассредоточенной
системой генерации электроэнергии, то есть электроэнергия генерируется из
местных возобновляемых энергоресурсов и может быть использована для
удовлетворения потребностей определенного типа (кластера) нагрузок. Микросеть
может включать в себя генерацию из больше чем одного типа распределенных
источников энергии в зависимости от наличия разных возобновляемых ресурсов для
обеспечения стабильного и надежного энергообеспечения локальных нагрузок.
Микросеть может работать или в islanded режиме (режиме "энергетического острова") или параллельно с
сетью. Установка возобновляемых источников энергии на основе микросети в
сельской местности или в небольших отраслевых масштабах, поможет уменьшить
зависимость от качества и надежности распределительных сетей .
Этото будет
содействовать развитию уровня жизни этих людей и к тому же, начнет быстро
развиваться промышленность АПК, потому что электроснабжение будет постоянным,
даже при отсутствии базовой инфраструктуры, такой как дороги, водоснабжения,
канализация и связь. Много подобных исследований уже были сделаны и рассмотрены
энергетические возможности почти всех стран мира. Преимущества предложенных
микросетей заключаются в возможности автономного питания и почти полный отказ от централизованного
электроснабжения. Уже использовали концепцию создания микросетей в населенном
пункте Вішакхапатнам (Vizag) район Андхра-Прадеш с целью генерирование
электроэнергии именно из восстанавливаемых источников энергии [1-2].
Была
разработанная микросеть, которая содержит несколько источников генерации, по
меньшей мере, одно из который является возобновляемым а другие, дают
возможность аккумулировать энергию определенное время. По результатам этого
исследования стало понятно, что рынок солнечных панелей растет в связи
климатическими условиями, характерными для Индии. Проведя исследование, можно
спрогнозировать увеличение количества установленных панелей для микросетей, но
в зависимости от климатических условий предлагается использовать малые ГЕС, ВЕС
и даже дизель-генераторы, и только комплексное их сочетание позволяет
обеспечить электроэнергией труднодоступные регионы страны.
У Украины
ситуация с электроснабжением не намного лучше, основной проблемой являются
аварийные отключения или неудовлетворительные показатели качества
электроэнергии, которые вызваны низкими темпами обновления
электрооборудования подстанций и линий электропередач. Создание микросетей тоже может стать
решением многих проблем. Финансово выгодным
создание микросетей может быть
предприятиям АПК, чьи мощности, как правило, целесообразнее располагать ближе к
базам сырья и, соответственно, дальше от качественного электроснабжения [1-2].
МИНЕ-ТЭЦ
Использование
рассредоточенных источников энергии для создания микросетей всегда сталкивается
с проблемами аккумулирования энергии, сезонности ее генерирования. Одним из
путей решения этих проблем это является применение МИНЕ-ТЭЦ.
В
перспективе на основе газогенераторного котла планируется реализовать МИНЕ-ТЭЦ,
блок-схема которой представлена на рис.
1.
Для того,
чтобы МИНЕ-ТЭЦ быстро себя окупила,
можно использовать газогенераторный котел усовершенствованного строения.
Рис.
1. Схема МИНЕ-ТЭЦ: К - котел; ЗК -
клапан; М - манометр; ПМ - паровая
машина; Г - генератор; ТО - теплообменник; ЗБ - сборник конденсата; НВт
- насос высокого давления.
Литература:
1. Che Yanbo, Ren Jingding, Liu Kun.
Construction of multi-energy micro-grid laboratory // 4th IEEE International
Conference Power Electronics Systems and Applications (PESA).– 8-10 June 2011. – P. 1- 5.
2. Parimita Mohanty, G. Bhuvaneswari,
Balasubramaniam D. Optimal Planning and design of Distributed Generation based micro-grid // 2012 7th
IEEE International Conference on Industrial and Information Systems
(ICIIS). - 6-9 Aug. 2012. – P.– 1-6.